스트론티아나이트에 의한 방해석 치환 예비연구 (Preliminary study on calcite replacement by strontianite)

서지정보

· 발행기관 : 대한지질학회
· 수록지 정보 : 지질학회지 / 60권 / 4호 / 399 ~ 404페이지
· 저자명 : 김영재

초록

자연계에서 방해석(CaCO3)은 일차 및 이차 광물의 용해-침전 과정(즉, 광물치환)을 통해 금속이온을 보유하는 저장소 역할을 한다. 우리 연구는 산성 스트론튬 용액(초기 pH 2.0-4.5; 10 mM [Sr2+])과 반응하여 방해석이 용해되고 스트론티아나이트(SrCO3)의 침전이 야기되어 광물치환하는 과정을 체계적으로 연구하였다. 산성 용액 내에서 방해석의 용해가 우세하게 발생하며초기 pH 3.0 이상에서 용해도가 더 낮은 스트론티아나이트가 침전한다. 전자주사현미경 관찰을 통해 스트론티아나이트로 치환된방해석 결정이 방해석 원래 형태를 유지하는 가상(pseudomorphism)과 치환반응 동안 유체의 유동을 촉진시키는 1 μm 이하 크기공극의 존재가 확인된다. pH에 따른 방해석 결정의 형상 변화 및 용액의 화학조성 변화는 방해석의 스트론티아나이트에 의한 치환이 기질광물의 용해와 침전광물의 성장 간 화학적인 균형을 통해 발생함을 보여준다.

영어초록

In natural environments, calcite (CaCO3) serves as a major reservoir for various metals through mineral-water interfacial processes in which the dissolution of primary mineral is coupled with the precipitation of secondary mineral. We investigate the reaction of calcite with dissolved Sr2+under acidic conditions (initial pH 2.0-4.5; 10 mM [Sr2+]), where the dissolution of calcite is coupled with the precipitation of strontianite (SrCO3). Our scanning electron microscopy results reveal pseudomorphic replacement of calcite by strontianite along with the presence of sub-micrometer sized pores within the precipitate phase and at the boundary between the substrate and precipitate phases. It is inferred that chemical exchange could be facilitated by such pore space. The evolution of crystal morphologies and solution chemistry, observed as a function of pH, suggests that the replacement of calcite by strontianite occurs through a balance between the dissolution of the primary mineral and the precipitation of the secondary mineral.

참고자료

· 없음